Hier ist ein Scan einer gestrippten MIFARE Ultralight-Smartcard
Das ist eine Plastikfolie mit (ich nehme an, Aluminium-) Folienverdrahtung, die als Antenne dient, um sowohl den Chip mit Strom zu versorgen als auch die Funkkommunikation bereitzustellen.
Zwei Dinge sehen verdächtig aus.
Zuerst gibt es rechts einen breiten Streifen (auf den der Pfeil zeigt) – ein breiter, sorgfältig konstruierter Metallstreifen, der mit nichts verbunden ist.
Beachten Sie zweitens, was zwischen den Punkten A und B passiert, die ich mit einer gepunkteten Linie verbunden habe. Es gibt einen Metallstreifen, der von B nach links zum Kartenumfang verläuft, dann nach unten zum Ende des "Tunnels", der die Drähte kreuzt, und dieses Ende des Tunnels ist auch mit dem Streifen verbunden, der zu Punkt A führt. Es sieht also aus wie der Streifen vom "Tunnel"-Ende zum Punkt B kann eliminiert werden, indem einfach die Punkte A und B verbunden werden und somit etwas Metall gespart wird.
Warum sind diese beiden scheinbar nutzlosen Verdrahtungselemente in der Schaltung vorhanden?
Dieser Streifen ist eine Patch-Antenne , die nichts anderes ist als ein Draht, der auf eine Leiterplatte oder ähnliches gedruckt ist und wie eine Antenne strahlt.
Der nicht verbundene Streifen rechts ist wahrscheinlich ein Reflektorelement, das keinen Strom von einer direkten Verbindung erhält, aber elektrisch mit dem Rest des Patches gekoppelt ist, um die Abstrahleigenschaften oder die Eingangsimpedanz zu verbessern (diese Antennen sind sehr resonanzempfindlich ).
Während es Theorien über Mikrostreifen-(Patch-)Antennen gibt, sind sie für Menschen nicht so einfach zu analysieren wie Dipole oder "normale" Antennen, und ein großer Teil ihres Designs erfolgt numerisch. Sie können leicht als schwarze Magie betrachtet werden .
Ich versuche zu verstehen, ob AB wirklich verbunden sind oder nicht:
Auf den ersten Blick würde ich sagen, dass sie nicht verbunden sind, aber die abgerundeten Bereiche sind die Pads, um die Enden der Antenne mit dem Transceiver zu verbinden. Es wäre konsistent mit dem dunklen Pfad, der zu A führt.
Oder, aber dies kann sein oder auch nicht: Einige Patch-Antennen bestehen aus zwei "unabhängigen" Strahlungselementen, von denen eines oder beide vom Signal gespeist werden; Diese Elemente interagieren wie eine Yagi-Antenne und sorgen für eine stärker gerichtete Strahlung. Es kann also auch möglich sein, dass es zwei verschiedene Schleifen gibt, aber das ist nur eine Hypothese.
Ich werde Clabacchios "vielleicht" hinzufügen.
Wie er sagt, ist der Streifen rechts wahrscheinlich eine Art Resonanzelement, das mit der Hauptschleife gekoppelt ist und seine Eigenschaften auf eine Weise modifiziert, von der sie hoffen, dass sie vorteilhaft ist.
Die Schleife in der unteren linken Ecke (siehe unten) ist eine Kopplungsschleife, die eine Transformatorwirkung zwischen der Hauptschleife und der Last bereitstellt.
Die Hauptwicklung hat 6 Windungen (es sieht aus wie 5+, aber die Natur erlaubt keine Teilwindungen).
Die Kopplung zwischen der Schleife mit einer Windung (Bild unten extrahiert) und der Hauptschleife ergibt eine Spannungstransformation von 6:1 und eine Impedanztransformation von 36:1.
Vermutlich fanden die Designer es sinnvoll, dies zu tun.
Die Verwendung eines Impedanztransformators zwischen einem Resonanzkreis und einem Treiber oder Empfänger ist üblich, da er leichter Resonanzkreise mit hoher Impedanz und hohem Q mit relativ höheren Spannungen ermöglicht.
Der „Anzapfpunkt“ wird Teil der schwarzen Magie sein, auf die sich Clabacchio bezieht. Solche Designs müssen mit verteilter Induktivität und Kapazität, Auswirkungen auf die Impedanz des Windungsabstands und des Substratmaterials und vielem mehr umgehen. In recht einfach aussehenden Designs stecken meist viel Erfahrung, Geschick, Zeit und etwas Glück.
Einfach die Punkte A und B verbinden und so etwas Metall sparen
Die Metallmenge ist definitiv nicht das Problem, wenn es um das Verlegen von Leiterbahnen auf Hochfrequenzplatinen geht. Die Spurlänge (relativ zur Wellenlänge) ist sehr wichtig, da sie die Phasenverschiebung beeinflusst. Und die Schleifenfläche beeinflusst die Kopplung.
Sie können sich Leiterbahnen nicht als Leiter vorstellen, die idealerweise Knoten auf dem Schaltplan verbinden. Sie sind Antennen, Verzögerungen, resonante Mikrostreifen, Induktoren. In das Design von Wellenleitern fließt viel HF-Theorie ein.
Andreja Ko
TurboJ
Vincent van den Berghe
scharfer Zahn